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棉花(Gossypium hisutum)生产在我国国民经济生产中占据着非常重要的地位,是我国非常重要的经济作物。新疆是我国最大的商品棉产区,由于新疆特殊的地理位置和气候环境,盐碱面积占总耕地面积的30.12%,盐渍化导致棉花生育期显著延迟,同时现蕾、开花和成熟均推迟,极大地影响了棉花的最终产量和品质,盐渍化已经成为新疆农业可持续发展的重大限制条件和障碍因素。 本研究采用NaCl胁迫,盐拌土的方式,按NaCl盐(分析纯)与复合基质重量比设置0(CK)、0.4%、0.6%、0.8%四个处理,以新陆中21号(盐敏感品种)及新陆中36号(强耐盐品种)两个陆地棉花品种为试验材料,通过研究不同程度盐胁迫对棉花幼苗的生长及光合作用、叶片光系统Ⅱ(PSⅡ)的光抑制、抗氧化酶活性等有关生理生化指标的影响,阐述棉花对盐胁迫环境的生理生化响应机制,以期为进一步了解棉花耐盐生理生化机制、棉花耐盐新品种选育、推广及耐盐性评价提供依据。主要研究结果如下: (1)明确了盐胁迫对棉花幼苗生长的影响 棉花幼苗的生长:在0.4%、0.6%、0.8%三个不同程度盐胁迫条件下,棉花的出苗率、株高、叶面积均降低,干物质积累量和根系活力随着盐胁迫程度的加重而降低。耐盐性较强的品种新陆中36号在0.8%程度盐胁迫下,其出苗率、株高、叶面积以及干物质积累量和根系活力比盐敏感性品种新陆中21号分别高出126%、34.5%和269%,说明品种间存在耐盐性差异,且随盐胁迫程度的加重,耐盐性差异表现的更为明显。 膜透性和根系活性:盐胁迫显著增大两品种棉花幼苗叶片膜透性,而使根系活性显著降低,随NaCl胁迫程度的升高膜透性明显增大,根系活性的降低越是明显,在相同处理下品种之间的耐盐性有显著的差异,耐盐品种新陆中36号耐盐性明显强于盐敏感品种新陆中21号。 (2)明确了盐胁迫对棉花幼苗叶片光合及叶绿素荧光参数的影响 盐胁迫导致叶绿素合成及降解平衡打破,其含量升降与合成或降解谁占优势有关。较低程度盐胁迫时,植株叶片净光合速率(Pn)、气孔限制值(Ls)显著升高,而胞间CO2浓度(Ci)、PSⅡ实际光化学效率(ΦPSⅡ)显著降低,光化学猝灭系数(qP)以及非光化学猝灭系数(NPQ)显著升高。随胁迫程度增大,叶片组织及光化学反应中心受损伤严重,叶片电子传递的过程受到阻碍,造成叶肉细胞光合能力的降低,更多的激发能以热耗散形式消耗以降低光强相对过剩造成的伤害。 (3)明确了盐胁迫对棉花叶片抗氧化酶活性的影响 盐胁迫下,棉花幼苗可通过调节抗氧化酶活性来维持体内代谢平衡,减缓因盐逆境引起的过氧化伤害。0.4%程度盐胁迫下,两品种体内的超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化物酶(POD)、过氧化物酶(CAT)和抗坏血酸过氧化物酶(APX)的活性比对照分别上升10.5%、5.9%、16.7%、22.37%(新陆中21号)和13.2%、8.3%、5.2%、12.3%(新陆中36号),消除盐胁迫对植株的伤害,但是随胁迫程度的增大,活性明显降低,在0.8%程度盐胁迫下,耐盐品种新陆中36号分别高出盐敏感品种新陆中21号12.8%、18.4%、17.1%、29.1%,耐盐品种的抗氧化酶活性明显高于盐敏感品种。